Trung Quốc tạo ra pin nước có thể chứa nhiều năng lượng hơn pin lithium

Theo SCMP, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại “pin nước” có mật độ năng lượng gần gấp đôi pin lithium truyền thống, có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng vào các ngành công nghệ năng lượng sạch tương lai, như xe điện.

Nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết, pin nước chứa i-ốt và brom có mật độ năng lượng 1200 watt-giờ mỗi lít (Wh/L) so với 700 Wh/L của pin lithium.

Họ cho biết thêm pin nước cũng an toàn hơn pin lithium không chứa nước, vốn rất dễ cháy.

Các nhà nghiên cứu cho hay: “Độ ổn định của pin mới cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn trong việc phát triển pin nước có thể sạc lại an toàn với mật độ năng lượng cao thế hệ tiếp theo”.

Đồng tác giả nghiên cứu Li Xianfeng, giáo sư tại Viện Vật lý Hóa học Dalian của CAS, đánh giá phát hiện của họ có thể mở rộng các ứng dụng pin nước trong lĩnh vực pin năng lượng.

Pin lithium là tiêu chuẩn được sử dụng trên toàn thế giới do mật độ năng lượng cao của chúng. Song theo các nhà nghiên cứu, pin lithium truyền thống chứa chất điện phân không nước (thành phần cho phép pin sạc và xả) dễ cháy.

Pin nước được tạo thành từ chất điện phân gốc nước, không gây ra những rủi ro an toàn tương tự.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu viết rằng pin nước thường có mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với pin không nước, ở mức dưới 200 Wh/L. Các nhà nghiên cứu cho biết mật độ năng lượng thấp như này khiến pin nước chỉ phù hợp cho việc lưu trữ năng lượng cố định quy mô lớn.

Do đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển chất điện phân gốc iốt và brom có thể khắc phục các vấn đề về mật độ năng lượng này. Khi được lắp vào pin với cực dương làm từ cadmium, họ nhận thấy pin chạy liên tục trong hơn 300 chu kỳ sạc và xả với hiệu suất năng lượng 78%.

Khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm chất điện phân của họ với cực dương làm từ vanadi, họ thấy tuổi thọ của pin có thể được kéo dài đến 1.000 chu kỳ, chứng tỏ độ ổn định đáng kể.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng mật độ năng lượng của pin của họ thậm chí vượt quá mật độ năng lượng của một số vật liệu điện cực rắn và có thể có giá thành tương đương với pin lithium truyền thống.

Vật liệu điện cực rắn là một loại vật liệu được sử dụng trong pin, đóng vai trò là nơi xảy ra phản ứng hóa học tạo ra điện năng. Khác với các loại điện cực thông thường sử dụng chất lỏng hoặc gel làm chất điện phân, vật liệu điện cực rắn sử dụng chất rắn làm chất điện phân.

Nhóm nghiên cứu viết: “Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng pin nước an toàn với mật độ năng lượng cao là khả thi, mở ra lựa chọn phát triển cho lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện, và thậm chí cả xe điện”.

Vĩnh Hải (T/h)